[發(fā)明專利]嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土及其制備工藝

有效

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• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102815901A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 廖太昌;帖鋒斌;劉百成;魏杏色;谷煉平;張永鴻;薛琪;仲維玲;趙朝陽;馬穎仙;曹萬玲;張利民;馮艷娜;沈亞妮;馮英瑞;李坦
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B24/04
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發(fā)明屬于高性能混凝土制備技術領域，尤其是涉及一種嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土及其制備工藝。

背景技術

新建鐵路哈爾濱至齊齊哈爾客運專線站前土建工程位于黑龍江省西南部，沿線地區(qū)的主要氣候特征為：極端最高氣溫39.8℃，極端最低氣溫-42.6℃，最冷月平均氣溫均低于-15℃，線路全長280.893km，冬季嚴寒干燥漫長，冬休期長達六個月，沿線土壤最大凍結深度為1.89m～2.14m。根據(jù)目前客專施工工期安排及鐵道部的要求，冬季施工必不可少，而冬季高性能混凝土的施工質(zhì)量控制與普通混凝土的施工質(zhì)量控制是不一樣的，普通混凝土只需要考慮早期強度及大體積混凝土的水化熱問題，高性能混凝土不但要考慮前兩條，還要考慮后期強度及耐久性能，高性能混凝土（High?performance?concrete,簡稱HPC）是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現(xiàn)代混凝土技術制作的混凝土。它以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證:耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。為此，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細摻料和高效外加劑。目前，國內(nèi)在嚴寒地區(qū)混凝土冬季施工經(jīng)驗等方面無文獻資料可借鑒。對于高性能混凝土早期強度是否影響后期強度及耐久性能，初、終凝時間如何控制，臨界強度達到多少不至于受到凍害等都是需要解決的問題。因此，研究嚴寒地區(qū)高性能混凝土施工對指導今后鐵路工程施工具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種制備過程簡便、適用于超低溫環(huán)境施工且性能優(yōu)良的嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土，其特征在于：由膠凝材料、砂、碎石、高效減水劑、復合防凍劑和水進行均勻拌合而成，該超低溫高性能混凝土的容重為2350kg/m³～2450kg/m³，且所述超低溫高性能混凝土的最大水膠比和砂率，均依據(jù)需施工混凝土結構的設計圖紙要求，且按照鐵路施工用混凝土的配合比設計方法進行設計；所述超低溫高性能混凝土是指適用于環(huán)境溫度為0℃～-40℃條件下進行施工的高性能混凝土；

所述膠凝材料由水泥和礦物摻合料按照重量比為15～20︰85～80的比例均勻混合而成；

所述高效減水劑的減水率不小于25%，且所述高效減水劑與所述膠凝材料的重量比為0.5︰100～1︰100；

所述復合防凍劑與所述膠凝材料的重量比為3︰100～6︰100；所述復合防凍劑的組成按重量計為：硝酸鹽30%～35%，有機化合物30%～33%，甲酸鈣0.5%～1%，余量為水；所述硝酸鹽為硝酸鈣或亞硝酸鈣，所述有機化合物為甲醇或乙醇。

上述嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土，其特征是：所述超低溫高性能混凝土的最小膠凝材料用量和最大單位用水量，均依據(jù)需施工混凝土結構的設計圖紙要求，且按照鐵路施工用混凝土的配合比設計方法進行設計。

上述嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土，其特征是：所述超低溫高性能混凝土的最大水膠比為0.4且其砂率為32%～44%。

上述嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土，其特征是：所述超低溫高性能混凝土的最小膠凝材料用量為360kg/m³，最大單位用水量為165kg/m³。

上述嚴寒地區(qū)鐵路施工用超低溫高性能混凝土，其特征是：所述超低溫高性能混凝土的水膠比為0.26～0.4；所述超低溫高性能混凝土中，砂與膠凝材料的重量比為1.40～1.80。

同時，本發(fā)明還公開了一種工藝步驟簡單、實現(xiàn)方便且投入成本低、所制備超低溫高性能混凝土性能優(yōu)良的超低溫高性能混凝土制備工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟：

步驟一、復合防凍劑制備，其制備過程如下：

步驟101、硝酸鹽與甲酸鈣預熱：將所述硝酸鹽和甲酸鈣，分別加熱至40℃～70℃；

步驟102、均勻混配：將水與步驟101中預熱后的所述硝酸鹽和甲酸鈣，按照設計配比混合均勻后，制得所述復合防凍劑；

步驟二、均勻拌合：對膠凝材料、砂、碎石、高效減水劑、復合防凍劑和水按照設計配比進行均勻拌合后，獲得容重為2350kg/m³～2450kg/m³的超低溫高性能混凝土。